5.7.1 热解的基本概念在线视频

同学你好

这个知识点的内容是热解的基本概念

那么热解已经有了非常悠久的历史

它可以产生炭黑、燃料油、可燃气体

尤其是现在的轮胎的热解技术

还可以回收里边的钢丝

因此热解的产品的利用率

可以看出来是非常高的

那么这个知识点就带大家来认识一下热解

首先来看它的定义

热解是将有机固体废物

在无氧或者是缺氧的状态下进行加热

使之成为气态液态或者是固态可燃物质

这样的化学分解过程

那么它和焚烧相比是完全不同的两个过程

来看一下它的原理

那么这个过程的化学反应非常的复杂

包括大分子键的断裂易构化

以及小分子的聚合反应

最后生成各种小分子的物质

那么有机固体废物在裂解之后可以产生气体

是一些可燃的气体

甲烷二氧化碳还会产生一些有机的液体

油类的还会产生固体主要炭黑、炉渣

以及其他的惰性物质

这个就是纤维素的热解反应

这个它是一种典型的纤维素的单体组分

可以看出它的热解反应后可以产生

液态的油品以及气体甲烷还有炭黑

那么来看一下热解的特点

热解可以将固体废物中的有机物转化成为

燃料气燃料油以及炭黑为主的

这样的储存性的能源

固体废物中的硫重金属这样的有害的成分

大部分可以被固定在炭黑中

那么由于热解是缺氧分解

排气量也相对比较少

可以减轻对大气环境的二次污染

由于它保持了还原条件

那么三价铬不会转化为六价铬

此外氮氧化物的产生量也相对比较少

但是热解在它的减容以及无害化方面

较焚烧要差一些

因为焚烧的温度是相对比较高的

会把里边的一些有毒有害的物质去除

此外热解应用范围比较小

它应用于部分固体废物

那么焚烧几乎所有的固体废物都可以

这个就是热解与焚烧的比较

那么它们的氧需求焚烧是需氧的

热解是在无氧或者是缺氧条件下进行的

焚烧是放热反应

热解是吸热反应

还有焚烧产物是二氧化碳和水

热解的产物是燃料气燃料油以及炭黑

焚烧的产物可以就地利用

那么热解的产物可以贮存起来

可以远距离的运输使用

焚烧二次污染比较大

那么热解的二次污染相对比较小

我们来看一下热解的工艺分类

按照供热方式可以分为直接加热和间接加热

按照温度的不同可以分为高温、中温、低温热解

那么按照热解炉的结构可以分为固定床

流化床以及旋转炉

按照它产物的形态可以分为气化的方式

液化的方式以及碳化的方式

按照热解和燃烧的位置可以分为

单塔式的和双塔式的

按照最后是否生成炉渣可以分为

造渣型的和非造渣型的热解工艺

那么简单的来介绍几种 间接加热

那么可燃部分燃烧这一部分

提供的热量供热解所需

提供的热量供热解所需

它的处理量比较大产气量高

热解气的品位比较低

还有直接加热

就是从外部直接把能量供给热解所需要的能量

那么它的产气量比较低

但是热解气品位是比较高的

那么按照温度进行分类

可以分为高温热解

中温热解和低温热解

高温热解一般是在1000℃以上

这种方法基本上都是用的直接加热的方法

中文热解一般是在600到700摄氏度之间

它所得到的重油物质可以作为能源

也可以作为化工原料

低温热解一般是在600℃以下

一般林业和农业的产品加工后的废物

可以采用这种方法

那么整个热解过程中的影响因素有哪些

我们来看一下

主要包括废物的成分

还有反应温度反应时间加热速率

以及反应器的类型都会影响到热解的效果

那么我们首先来看反应的温度

那么反应温度是热解过程中

非常重要的一个参数

那么温度的变化对产品的产量

以及最终的气 液 固的成分比例

它是有较大的影响的

那么在低温的情况下

温度比较低的情况下

有机大分子会裂解成较多的中小分子

油类含量是比较多的

那么随着温度的升高

除了大分子裂解外

中间产物会发生二次裂解

那么气体的产量会成正比增长

各种酸还有焦油

还有碳渣会相对的减少一些

有机物的成分

它的成分含水率尺寸大小

都会对热解造成影响

如果进入热解炉里边的物料

有机物成分比例比较大

那么它的热值高

这样的物料的可热解性相对比较好

产品热值高

残渣也会少

再来看加热速率对热解的影响

那么一般会通过温度和加热速率来结合控制

热解产物中各个组分的生成比例

在低温-低速的条件下

它的固体的产率是相对比较高的

那么对于高温-高速 热解速度快

有机物分子完全发生裂解

会产生大范围的低分子有机物

产物中气体组分相对是比较多的

再来看反应时间

那么反应时间决定了物料的分解转化率

影响着热解产物的成分和总量

反应时间长 热解会比较充分

转化率也会比较高

但是处理量相对比较小

影响了它的经济效益

如果反应时间短

那么这个时候热解会不完全

但是它的处理量相对比较大的

所以这两方面应该进行综合的考虑

还有反应器的类型

反应器是热解所进行反应的场所

也是整个热解过程的关键

它不同的反应器有不同的燃烧的条件

那么一般来说固定床的反应器

处理量比较大

而流化态的反应器可控性会好一些

那么我就来带大家来认识一下

几种常见的热解反应器

热解反应器主要包括固定床反应器

流化床反应器回转窑炉反应器

以及双塔循环式反应器

先来看固定床反应器

这个反应器是从上边给料

进入的这些物料慢慢的向下移动

在移动的过程中下边是进来的预热空气

预热空气是从下部向上进行移动

那么整个物料在下降的过程中

由上到下依次经过了干燥区热分解区还原区

以及最下边的碳的氧化燃烧区

那么在上半部分

是发生固体废物的干燥预热

大概在300℃左右

然后慢慢的下降到热分解段

会产生一氧化碳、甲烷还会有焦油和炭黑

那么这些焦油和炭黑会落在下边氧化层

通过给入的空气发生氧化反应

那么焦油以及这些炭黑反应之后放出的热量

再供给上边的热解层以及干燥层给它们供热

那么在氧化区产生的二氧化碳和水

上升到这个区域

上升到这个区域还原区域

它会被还原成一氧化碳和氢气从上边排出

那么这种反应器的特点是

采用逆流式的物流方向延长了反应时间

那么上升气流的阻力大

流速相对比较低

热解气体中夹带着固体废物比较少

但是原料易结块

需要进行预先的干燥

再来看流化床反应器

流化床反应器是物料从中部进入中上段进入

预热的气体从底部给入

那么热气体有足够的流速

使里边的物料呈现出悬浮的状态

所以称为流化床

那么物料和气体会在里边充分的混合

它处于悬浮的状态

然后发生热解反应

那么用这种方法它的物料不容易堆积结块

而且热解速度比较快

但是对入料的尺寸要求非常的高

需要在前期进行预处理

而且出来的气体携带的热量比较高

所以整个过程中热损失比较大

再来看回转窑反应器

这个是一个间接加热的高温分解反应器

它的主要的设备

它是一个稍微有一点倾斜角度的

可以旋转的金属材料的滚筒

这个滚筒在进行低速的旋转

那么物料从这一侧给入

进入之后 因为有夹角又在缓慢地旋转

那么它会缓慢的向这一侧移动

那么在移动的过程中物料在里边进行热解

那么中部设有燃烧室

这个燃烧室将它的温度通过圆筒传给里边的

固体废物

使物料进行热解

残渣在排料端进行收集

产生的燃料气会返回到燃烧室进行循环利用

有的也是直接进行加热的回转窑炉

这个结构是双塔循环式反应器

那么可以看到它有两个反应器

一侧是热杰热解塔

一侧是燃烧塔

那么固体废物在热解塔里边进行热解产生的碳

和燃料油进入燃烧塔

在燃烧塔里面燃烧产生热量

把这个热量在供给热解所需要的能量

那么在燃烧塔里面会装有一些热媒体

比如说石英砂

那么吸收热量之后被流化态的气体推动

经过管道流入到热解塔里

便与固废相遇供给所需要的能量

然后在经过管道返回到燃烧塔

通过重新加热后再返回热解塔

这样的往复的在燃烧塔和热解塔里

受热和供热 受热和供热这样的循环

那么固体废物在热解塔里边受热分解生成的

气体一部分是作为热解塔里边的

流动化的气体循环使用

另一部分它为产品的燃烧所提供燃料气

那么热解生成的碳和油品也是作为燃烧塔里边

的燃料来加热石英砂

那么这种双塔循环式反应器的特点

废气不进入产品气体中

因此可以得到高热值的燃烧气

这种燃烧塔的热媒体是向上流动

可以防止热媒体的结块

此外碳燃烧所需要的空气量少

所以像外边排出的废气也相对比较少

而且在流化床里面的温度比较均一

避免了局部过热

由于反应它的温度比较低

产生的氮氧化物也比较少

特别适合处理热塑性塑料含量高的这样的垃圾

好这个知识点的主要内容是

热解的原理特点影响因素

以及主要的热解反应器

谢谢